Концепция ядерной зимы. Наступит ли ядерная зима после ядерной войны? Лесные пожары: матмодель и натурные испытания

Затем эта гипотеза была подтверждена модельными расчётами на ЭВМ В. В. Александрова . Были рассмотрены две основные возможности: суммарная мощность ядерных взрывов 10000 и 100 Мт. При мощности ядерных взрывов в 10000 Мт солнечный поток у поверхности Земли сократится в 400 раз, характерное время самоочищения атмосферы 3-4 месяца. При мощности ядерных взрывов в 100 Мт солнечный поток у поверхности Земли сократится в 20 раз, характерное время самоочищения атмосферы порядка месяца. При этом кардинальным образом изменяется весь климатический механизм Земли, что проявляется в исключительно сильном охлаждении атмосферы над материками (за первые 10 дней средняя температура падает на 15 градусов, а затем начинает незначительно повышаться). Эти работы получили широкий общественный резонанс в массовой прессе разных стран . Впоследствии многие физики оспаривали достоверность и устойчивость полученных результатов, однако убедительного опровержения гипотеза не получила. Интересно высказывание Силарда : «Если бы ядерная зима была невозможна, её следовало бы выдумать».

Современные расчёты

В современных работах 2007, 2008 гг. сделан шаг вперёд по сравнению с пионерами этих изысканий. Компьютерное моделирование показывает, что небольшая ядерная война, когда каждая воюющая сторона использует около 50 зарядов, каждый из которых по мощности равен бомбе, взорванной над Хиросимой , взрывая их в атмосфере над городами, даст беспрецедентный климатический эффект, сравнимый с малым ледниковым периодом . Кстати, 50 зарядов - это примерно 0,3 % от текущего мирового арсенала (2009) .

Согласно подсчетам американских учёных Оуэна Туна и Ричарда Турко, Индо -Пакистанская война с использованием боезарядов суммарной мощностью 750 кт привела бы к выбросу в стратосферу 6,6 Мт (6,6 млн тонн) сажи . Такой степени загрязнения достаточно, чтобы температура на Земле опустилась ниже, чем в 1816 году («Год без лета »). Обмен ядерными ударами между Россией и США с использованием 4400 зарядов мощностью не более 100 кт каждый привел бы к выбросу 150 Мт сажи, тогда как используемая модель расчёта показывает, что уже 75 Мт сажи в стратосфере приведут к моментальному падению значения потока энергии на м² земной поверхности, 25-процентному сокращению осадков и падению температуры ниже значений плейстоценового ледникового периода. Подобная картина сохранялась бы не менее 10 лет, что привело бы к катастрофическим последствиям для сельского хозяйства .

Критика

Концепция «ядерной зимы» основана на долгосрочных моделях изменения климата. В то же время, детальное численное и лабораторное моделирование начальной стадии развития крупномасштабных пожаров показало, что эффект загрязнения атмосферы имеет как локальные, так и глобальные последствия. На основании полученных результатов сделан вывод о возможности ядерной зимы (Музафаров, Утюжников, 1995 , работы под руководством А. Т. Онуфриева в МФТИ ). Противники концепции «ядерной зимы» ссылались на то обстоятельство, что в ходе «ядерной гонки » в - гг. в мире было произведено около 2000 ядерных взрывов различной мощности в атмосфере и под землей. В совокупности, по их мнению, это равно эффекту затяжного полномасштабного ядерного конфликта. В этом смысле «ядерная война» уже состоялась, не приведя к глобальной экологической катастрофе. Однако фундаментальные отличия ядерных испытаний от обмена ударами состоят в том, что:

• Испытания производились над пустыней или водой и не вызывали массовых пожаров и огненных штормов , пыль поднималась в атмосферу только за счёт энергии ядерного взрыва, а не энергии, накопленной в сгораемых материалах, для выделения которой ядерный взрыв является лишь «спичкой».
• При испытаниях поднималась в основном тяжёлая пыль из раздробленных и оплавленных горных пород, имеющая большую плотность и высокое отношение массы к площади, то есть склонная к быстрому оседанию. Сажа от пожаров имеет меньшую плотность и более развитую поверхность, что позволяет ей дольше удерживаться в воздухе и подниматься выше с восходящими потоками.
• Испытания проводились в течение долгого времени, а в случае войны пыль и сажа будут выброшены в воздух одномоментно.

Вместе с тем, по мнению противников концепции «ядерной зимы», такие расчёты не учитывают разработанные ещё в 1960-е годы контрсиловые сценарии ядерного конфликта. Речь идет о вариантах ведения военных действий, когда целями для ядерных ударов выступают только пусковые установки противника, а против его городов ядерное оружие не применяется. Выброс сажи в стратосферу как причина «ядерной зимы» так же критикуется как маловероятное событие. При поражении современного города выброс сажи рассчитывается по принципу использования схемы лесного пожара с учетом гораздо большего количества топлива существующего на той же территории. Примером является бомбежка немецких и японских городов во время Второй Мировой Войны («Огненный смерч »). Такая модель конечно предполагает множественные источники возгорания в неразрушенных конструкциях. Поскольку пламя во время пожара гораздо быстрее распространяется по вертикали, чем по горизонтали то стоящие здания образуют благоприятные условия для возникновения массовых пожаров. Мощность термоядерного оружия настолько велика, что при поражении современного города поверхность оплавляется и «сравнивается с землей» тем самым погребая пожароопасный материал под несгораемыми остатками строений. Однако, конечно, некоторые индустриальные объекты бомбежки как, например, нефтехранилища могут являться источниками значительного количества сажи в атмосфере, что может привести к нежелательным последствия местного характера, как и произошло во время войны в Персидском заливе в 1991 году . Температура в Персидском заливе упала на 4-6 градусов, но вопреки существовавшим в то время моделям, дымы не поднялись выше 6 км и не проникли в стратосферу. Позднее сторонники теории Сагана объяснили это тем, что его модель была основана на более быстром образовании сажи, что создало бы условия для проникновения её в стратосферу. Oднако во всех известных случаях возникновения значительных зольных выбросов в атмосферу, как в случае «огненных смерчей» в Европейском ТВД Второй Мировой войны или аналогичного явления в Хиросиме, когда город загорелся из за многочисленных кухонных пожаров в поврежденных зданиях (так как большинство населения в то время использовало угольные печи) дымы не поднимались выше уровня тропосферы (5-6 км) и сажа вымывалась дождями в течение нескольких дней после этого (в Хиросиме этот феномен получил название «черный дождь»). Данные полученные во время наблюдения за лесными пожарами также не подтверждают возможности проникновения значительного количества сажи в стратосферу. Также феномен попадания сажи в высокую тропосферу чаще наблюдается в жарких субтропических регионах и при этом в незначительных количествах неспособных серьёзно повлиять на температуру поверхности. К тому же даже если предположить, что ЯО будет применяться в тропиках, вероятность пожаров там значительно меньше, чем в средних широтах из-за высокой влажности. Во время испытаний ЯО на атолла Бикини и Эниветок пожары не возникли именно по этой причине.

Даже если предположить, что выброс 150 Мт сажи в стратосферу действительно будет иметь место, то последствия этого могут и не быть настолько катастрофичными, как предполагается моделями Карла Сагана. Выбросы значительно большего количества сажи во время извержений вулканов имеют значительно меньший эффект на климат. Например последствия извержения Пинатубо в июне 1991 года когда за несколько дней извержения было выброшено около 10 км³ горных пород и высота эруптивной колонны составляла 34 км (по этому показателю оно уступает в XX веке только извержению Катмай-Новарупта в национальном парке Катмай на Аляске), были ощутимы по всему миру. Оно привело к самому мощному (по шкале вулканических извержений) выбросу аэрозолей в стратосферу со времён извержения вулкана Кракатау в 1883 году . На протяжении следующих месяцев в атмосфере наблюдался глобальный слой сернокислотного тумана . Однако при этом было зарегистрировано падение температуры лишь на 0,5 °C и имело место некоторое сокращение озонового слоя , в частности, образование особо крупной озоновой дыры над Антарктидой. Извержение вулкана Тамбора на индонезийском острове Сумбава в 1815 году было гораздо более мощным - было выброшено около 150 км³. Значительное количество вулканического пепла оставалось в атмосфере на высотах до 80 км в течение нескольких лет и вызывало интенсивную окраску зорь, но глобальная температура упала лишь на 2,5 °C . Последствия этого явления, конечно, были весьма тяжелы для сельского хозяйства, уровень которого в то время был весьма примитивным по современным понятиям, но все же не являлись «библейской» катастрофой и не привели к депопуляции регионов, где население голодало в результате неурожаев.

Также теория ядерной зимы не учитывает парниковый эффект от гигантских выбросов углекислого и других парниковых газов вследствие массового применения ЯО, а также то, что в первое время после войны падение температуры от прекращения доступа к солнечному свету будет компенсироваться огромными тепловыми выбросами от пожаров и самих взрывов.

Ученый Фред Сингер так высказался на эту тему :

Я всегда считал «ядерную зиму» научно неподтвержденным обманом , о чем я и говорил в моей дискуссии с Карлом Саганом во время обсуждения в Nightline. Данные, полученные во время нефтяных пожаров в Кувейте, поддерживают эту точку зрения. На самом деле, ядерные взрывы могли бы создать сильный парниковый эффект и вызвать потепление, а не похолодание. Будем надеяться, что мы никогда не узнаем, как это произойдет на самом деле.

Примечания

1. P. J. Crutzen , J.W. Birks The atmosphere after a nuclear war: Twilight at noon. Ambio 11 , 114 (1982).
2. R. P. Turco et. al. Nuclear winter-Global consequences of multiple nuclear-explosions. Science 222 , 1283 (1983). DOI :10.1126/science.222.4630.1283
3. J. E. Penner et al. Smoke-plume distributions above large-scale fires-Implications for simulations of nuclearwinter. J ClimateApplMeteorol 25 , 1434 (1986).
4. S. J. Ghan et. al. Climatic response to large atmospheric smoke injections - sensitivity studies with a tropospheric general-circulation model. J Geophys Res Atmos 93 , 315 (1988).
5. Александров В.В. Стенчиков Г.Л. Об одном вычислительном эксперименте, моделирующем последствия ядерной войны. Вычислительная математика и математическая физика , 1984, т. 24, стр. 140-144
6. Стенчиков Г.Л. Климатические последствия ядерной войны: выбросы и распространение оптически активных примесей в атмосфере. Сообщения по прикладной математике. М., Вычислительный центр АН СССР , 1985, 32 c.
7. В.П. Пархоменко, Г.Л. Стенчиков Математическое моделирование климата. М.: Знание, 1986, 4
8. Laurence Badash Massachusetts Institute of Technology, 2009 ISBN 0-262-01272-3 ISBN 978-0-262-01272-0 (англ.)
9. Alan Robock Time to Bury a Dangerous Legacy - Part II Climatic catastrophe would follow regional nuclear conflict A Publication of Yale Center for the Study of Globalization: «YaleGlobal», 17 March 2008 (англ.)
10. Экологические последствия ядерной войны
11. Моделирование распространения загрязнений над большим пожаром в атмосфере, Соросовский образовательный журнал, T.7, N4, c. 122-127 (2001) , С. В. Утюжников
12. Nuclear Testing Chronology (англ.)
13. Mastering the Problem of Environmental Quality: an interview with Dr. S. Fred Singer | Heartlander Magazine

См. также

Ссылки

• В. П. Пархоменко, А. М. Тарко. Ядерная зима. «Экология и жизнь», № 3, 2000 г.
• М. Д. Искандеров. Что такое «Ядерная зима». ЭБЖ, № 10, 2000 г.
• Учебная модель: Последствия локального ядерного конфликта

Wikimedia Foundation . 2010 .

Во всем мире после трагедий Хиросимы и Нагасаки начали изучать последствия возможной ядерной войны - разрушения от мощнейших взрывов, распространение радиации, биологические поражения. В 80-е годы были предприняты исследования, посвященные и климатическим эффектам, известным теперь как "ядерная зима".

Огненный шар ядерного взрыва сжигает или обугливает объекты на значительном удалении от эпицентра. Около 1/3 энергии взрыва, произошедшего на небольшой высоте, выделяется в виде интенсивного светового импульса. Так, в 10 км от эпицентра взрыва мощностью 1 Мт световая вспышка в первые секунды в тысячи раз ярче солнца. За это время загораются бумага, ткани и другие легко воспламеняющиеся материалы. Человек получает ожоги третьей степени. Возникающие очаги пламени (первичные пожары) частично гасятся мощной воздушной волной взрыва, но разлетающиеся искры, горящие обломки, брызги горящих нефтепродуктов, короткие замыкания в электросети вызывают обширные вторичные пожары, которые могут продолжаться много дней.

Когда множество независимых пожаров объединяются в один мощный очаг, образуется "огненный смерч", способный уничтожить огромный город (как в Дрездене и Гамбурге в конце второй мировой войны). Интенсивное выделение тепла в центре такого "смерча" поднимает вверх громадные массы воздуха, создавая ураганы у поверхности земли, которые подают все новые порции кислорода к очагу пожара. "Смерч" поднимает до стратосферы дым, пыль и сажу, которые образуют тучу, практически закрывающую солнечный свет, наступает "ядерная ночь" и, как следствие, "ядерная зима".

Расчеты количества аэрозоля, образующегося после таких пожаров, сделаны, исходя из средней величины 4 г горючего материала на 1 см2 поверхности, хотя в таких городах, как Нью-Йорк или Лондон, ее значение достигает 40 г/см2. По самым осторожным подсчетам, при ядерном конфликте (согласно среднему, так называемому "базовому" сценарию) образуется около 200 млн т аэрозоля, 30% которого составляет сильно поглощающий солнечный свет углерод. В результате район между 30о и 60о с. ш. будет лишен солнечного света на несколько недель.

Гигантские пожары, выделяющие в атмосферу огромное количество дыма и вызывающие "ядерную ночь", до 80-х годов не учитывались учеными при оценках последствий ядерных взрывов. Впервые на чрезвычайную важность массовых пожаров для последующего каскада необратимых глобальных климатических и экологических изменений указал в 1982 г. немецкий ученый Пауль Крутцен.

Почему же ученые не замечали "ядерную зиму" в 40-70-х годах и можно ли теперь наши знания о последствиях ядерной войны считать окончательными?

Дело в том, что проводившиеся ядерные испытания все-таки были изолированными, одиночными взрывами, в то время как наиболее "мягкий" (100 Мт) сценарий ядерного конфликта, сопровождающийся "ядерной ночью", предусматривает удар по многим крупным городам. Кроме того, запрещенные ныне испытания проводились так, что при этом не возникало больших пожаров. Новые оценки потребовали тесного сотрудничества и взаимопонимания специалистов различных областей науки: климатологов, физиков, математиков, биологов. Только при таком комплексном междисциплинарном подходе, набирающем силу в последние годы, удалось понять всю совокупность взаимосвязанных явлений, казавшихся ранее разрозненными фактами. Немаловажно и то, что "ядерная зима" относится к глобальным проблемам, исследовать которые ученые научились лишь недавно.

Изучение и моделирование глобальных проблем началось по инициативе и под руководством Н.Н. Моисеева в ВЦ РАН в 70-е годы. Это исследование основывалось на представлении о том, что человек - часть биосферы, и его существование немыслимо вне биосферы. Наша цивилизация может выжить лишь в узком диапазоне параметров биосферы. Возрастающая мощь воздействия человека на окружающую среду выдвигает на первый план выбор стратегии развития общества, гарантирующей не только существование, но и совместную эволюцию (коэволюцию) человечества и окружающей среды.

Из известных ныне моделей различной сложности для расчета изменений климата в результате термоядерного конфликта одна из наиболее совершенных трехмерная гидродинамическая модель ВЦ РАН. Первые расчеты, проведенные по этой модели В.В. Александровым с коллегами под руководством Н.Н. Моисеева, дают географическое распределение всех метеорологических характеристик в зависимости от времени, прошедшего с момента ядерного конфликта, что делает результаты моделирования чрезвычайно наглядными, реально ощущаемыми. Сходные результаты по согласованному сценарию ядерной войны одновременно получили американские ученые. В дальнейших работах оценены эффекты, связанные с распространением аэрозолей, исследована зависимость характеристик "ядерной зимы" от начального распределения пожаров и высоты подъема сажевого облака. Проведены расчеты и для двух "предельных сценариев", взятых из работы группы К. Сагана: "жесткого" (суммарная мощность взрывов 10 000 Мт) и "мягкого" (100 Мт).

В первом случае используется примерно 75% суммарного потенциала ядерных держав. Это так называемая всеобщая ядерная война, первичные, немедленные последствия которой характеризуются огромными масштабами гибели и разрушений. Во втором сценарии "расходуется" менее 1% имеющегося в мире ядерного арсенала. Правда, и это 8200 "хиросим" ("жесткий" вариант - почти миллион)!

Сажа, дым и пыль в атмосфере над регионами северного полушария, подвергшимися атакам, из-за глобальной циркуляции атмосферы распространятся на огромные площади, через 2 недели накрыв все Северное полушарие и частично Южное (рис.1). Немаловажно, сколько времени сажа и пыль будут находиться в атмосфере и создавать непрозрачную пелену. Частицы аэрозоля будут оседать на землю под действием силы тяжести и вымываться дождями. Продолжительность оседания зависит от размера частиц и высоты, на которой они оказались. Расчеты с использованием упомянутой модели показали, что аэрозоль в атмосфере сохранится значительно дольше, чем полагали прежде. Дело в том, что сажа, нагреваясь солнечными лучами, станет подниматься вверх вместе с нагретыми ею массами воздуха и выйдет из области образования осадков (рис.2). Приземный воздух окажется холоднее находящегося выше, и конвекция (включая испарение и выпадение осадков, так называемый круговорот воды в природе) значительно ослабеет, осадков станет меньше, так что аэрозоль будет вымываться гораздо медленнее, чем в обычных условиях. Все это приведет к тому, что "ядерная зима" затянется (рис.3, 4).

Рис. 1 Распространение дыма и пыли в атмосфере над поверхностью в первые 30 дней после ядерного конфликта ("0 дней" - начальная локализация выбросов в Восточной Европе).

Рис. 2 Меридиональное сечение атмосферы. Показаны распределение дыма на 15-20 сутки и область формирования осадков.

Рис. 3, 4 Изменение температуры воздуха у поверхности Земли через месяц после конфликта с "жестким" (мощность взрывов - 10 000 Мт) и "мягким" (100 Мт) сценариями.

Итак, главным климатическим эффектом ядерной войны, независимо от ее сценария, станет "ядерная зима" - резкое, сильное (от 15о до 40о С в разных регионах) и длительное охлаждение воздуха над континентами. Особенно тяжелыми последствия оказались бы летом, когда над сушей в Северном полушарии температура упадет ниже точки замерзания воды. Иными словами, все живое, что не сгорит в пожарах, вымерзнет.

"Ядерная зима" повлекла бы за собой лавину губительных эффектов. Это прежде всего резкие температурные контрасты между сушей и океаном, поскольку последний обладает огромной термической инерцией, и воздух над ним охладится гораздо слабее. С другой стороны, как уже отмечалось, изменения в атмосфере подавят конвекцию, и над погруженными в ночь, скованными холодом континентами разразятся жестокие засухи. Если рассматриваемые события пришлись бы на лето, то примерно через 2 недели, как указывалось выше, температура у поверхности суши в Северном полушарии упадет ниже нуля, и солнечного света почти не будет. Растения не успеют приспособиться к низким температурам и погибнут. Если бы ядерная война началась в июле, то в Северном полушарии погибла бы вся растительность, а в Южном - частично (рис. 5). В тропиках и субтропиках она погибла бы почти мгновенно, ибо тропические леса могут существовать лишь в узком диапазоне температур и освещенности.

Рис. 5 Поражение растений при "ядерной зиме" в июле: 1 - гибель 100%, 2 - 50%, 3 - гибели нет.

Многие животные в Северном полушарии также не выживут из-за недостатка пищи и сложности ее поиска в "ядерной ночи". В тропиках и субтропиках важным фактором будет холод. Погибнут многие виды млекопитающих, все птицы; рептилии могут сохраниться.

Если бы описываемые события происходили зимой, когда растения северной и средней полосы "спят", их судьбу при "ядерной зиме" определят морозы. Для каждого участка суши с известным соотношением пород деревьев, сравнивая температуры зимой и во время "ядерной зимы", а также данные о гибели деревьев в обычные и аномальные зимы с длительными морозами, можно оценить процент гибели деревьев при "ядерной зиме" (рис. 6).

Рис. 6 Поражение растений при "ядерной зиме" в январе: 1 - 100%, 2 - 90% , 3 - 75% , 4 - 50%, 5 - 25%, 6 - 10%, 7 - гибели нет.

Образовавшиеся на огромных площадях мертвые леса станут материалом для вторичных лесных пожаров. Разложение этой мертвой органики приведет к выбросу в атмосферу большого количества углекислого газа, нарушится глобальный цикл углерода. Уничтожение растительности (особенно в тропиках) вызовет активную эрозию почвы.

"Ядерная зима", несомненно, вызовет почти полное разрушение существующих ныне экосистем, и в частности агроэкосистем, столь важных для поддержания жизнедеятельности человека. Вымерзнут все плодовые деревья, виноградники и т. п. Погибнут все сельскохозяйственные животные, поскольку инфраструктура животноводства окажется разрушенной. Растительность частично может восстановиться (сохранятся семена), но этот процесс будет замедлен действием других факторов. "Радиационный шок" (резкий рост уровня ионизирующей радиации до 500-1000 рад) погубит большинство млекопитающих и птиц и вызовет серьезное лучевое поражение хвойных деревьев. Гигантские пожары уничтожат большую часть лесов, степей, сельскохозяйственных угодий. Во время ядерных взрывов произойдет выброс в атмосферу большого количества окислов азота и серы. Они выпадут на землю в виде пагубных для всего живого "кислотных дождей".

Любой из этих факторов крайне разрушителен для экосистем. Но хуже всего то, что после ядерного конфликта они будут действовать синергетически (т. е. не просто совместно, одновременно, а усиливая действие каждого).

Вопрос о достоверности и точности результатов, с научной точки зрения, чрезвычайно важен. Однако "критическая точка", после которой начинаются необратимые катастрофические изменения биосферы и климата Земли, уже определена: "ядерный порог", как отмечалось, очень невысок - порядка 100 Мт.

Никакая система противоракетной обороны не может быть на 100% непроницаемой. Между тем, для непоправимой беды хватит и 1% (1% существующего ядерного арсенала - это примерно 100 боеголовок баллистических ракет, по совокупной мощности равных 5000 "хиросимам").

Феномен "ядерной зимы" был всесторонне изучен мировым научным сообществом. В 1985 г. Научный комитет по изучению проблем защиты окружающей среды (СКОПЕ) выпустил подготовленное коллективом авторов из ряда стран двухтомное издание, посвященное оценкам климатических и экологических последствий ядерной войны.

"Расчеты показывают, - говорилось в нем, - что пыль и дым распространятся на тропики и большую часть Южного полушария. Таким образом, даже невоюющие страны, включая находящиеся вдалеке от района конфликта, будут испытывать его губительное воздействие. Индия, Бразилия, Нигерия или Индонезия могут быть разрушены в результате ядерной войны, несмотря на то, что на их территории не разорвется ни одна боеголовка... "Ядерная зима" означает существенное усиление масштабов страданий для человечества, включая нации и регионы, не вовлеченные непосредственно в ядерную войну... Ядерная война вызовет разрушение жизни на Земле, катастрофу, беспрецедентную в человеческой истории, и явится угрозой самому существованию человечества".

Частенько в прогнозах будущего звучат слова о всевозможных катастрофах нашей цивилизации и растущей угрозе ядерной войны, в частности. Пугающие заявления недавно сделал и профессор Стивен Хокинг, рекомендуя людям скорее расселяться на соседние планеты.

Михаил Горбачев, последний лидер Советского Союза, однажды пояснил: Окружающая среда сильно пострадала от гонки ядерных вооружений. Расчёты, сделанные российскими и американскими учеными, показали, что ядерная война приведет к ядерной зиме.
Это чрезвычайно разрушительный фактор для всей жизни на земле.

К сказанному можно добавить, что знание, основной двигатель и стимул развития цивилизации, если его задействовать с обратным вектором, швырнет нас в каменный век. Выжившие в ядерной катастрофе начнут путь эволюции заново, от палок к каменным топорам.

Итак, что же такое ядерная зима? Давайте посмотрим. Сегодня ядерное оружие имеет возможность стереть с лица планеты целые государства и миллиарды людей в считанные секунды.

Отправка земной цивилизации к «концу света» выглядит легко осуществимой, если мы будем настолько глупы, чтобы применить ядерный арсенал. Это будет мгновенный скачок к низу эволюции — кошмарный путь. Но, это не только непосредственные последствия ядерной войны, ведь есть еще долгосрочные последствия.

Да, пытаясь защитить себя от первоначального взрыва, неизбежно последуют ответные удары — возмездие, как это называют. Повсюду пойдёт распространение смертельной радиации, став первостепенным значением борьбы для выживших. Но это не все, в чем будет задыхаться на пепле цивилизации выживший.

Ядерная зима.

Учитывая массовый масштаб уничтожения в ядерной войне, возникнут немыслимые количества пыли, грязи, копоти, пепла. Около пяти или шести миллиардов людей перемешаются с пылью строений и дорожного покрытия.

Все это дьявольское варево бывшей жизни будет всасываться в атмосферу, образуя большие чёрные облака, подогреваемые огненными шквалами.
Сутки или двое, будет достаточным сроком, чтобы извержение смерти окутало весь земной шар непроглядной тьмой густых облаков — атмосфера станет смертельной для дыхания.

В самое короткое время, плотные массы пыли и гари достигнут стратосферы, блокировав доступ солнечным лучам к планете. Это наступит время ядерной зимы — когда бедные облученные, оставшиеся в живых после ядерной войны, будут иметь дело с чем-то ещё. Как будто миллиарды мертвых и радиоактивный убийца недостаточны для смерти.

Огромное, практически не обсчитываемое количество продуктов ядерной войны быстро заполонит стратосферу планеты, спровоцировав внезапное и . Мы не говорим, что температура будет постепенно снижаться. Мы говорим о том, как выжившие увидят резкое падение температуры. За сутки лучи и тепло Солнца будут блокированы, в результате нашей глупости и безрассудства Земля резко остынет.

сестры смерти — ядерная война и ядерная зима

Коллапс заключается и в мощной потере кислорода. Горящая планета утеряет непостижимые количества воздуха – чем мы дышим, — а вот восполнение запасов ввиду отсутствия Солнца и учитывая выгоревшие «зеленные легкие» планеты затруднительно.

Идея что обмен ядерными ударами будет сопровождаться отложением в атмосферу твердых частиц не нова, это отмечалось многими исследователями. Однако предположение, что связанное с этим ослабление солнечного света может быть настолько велико чтобы вызвать серьезные падения температуры воздуха довольно недавнего происхождения.

Научные команды, изучавшие влияние ядерной зимы, отметили: массовое вымирание охватившее планету 65 миллионов лет назад было уничтожением от обильного количества частиц в атмосфере, результата столкновения крупного метеорита с Землей. Это очевидное предупреждение о том, что, вступая в атомную войну в планетарном масштабе, мы рискуем — все в результате значительных изменений температуры планеты и отравленного воздуха.

Последствия атмосферного состояния дополнят список относительно хорошо понятных последствий ядерной войны, … выжившие будут обречены продолжить выживание и спасение жизни в арктических температурах, но никак не восстановление былой цивилизации.

Долгосрочные атмосферные последствия означают дополнительные проблемы, которые не будут смягчены предварительной готовностью, — радиация, отравленный воздух с иным составом, мутации и
Это не согласуются с любым понятием быстрого послевоенного восстановления социальной структуры.

Обозначенные проблемы ядерной зимы создают совершенно новую угрозу для населения, причем даже далеких от целевых областей, непосредственно подвергшихся удару. Это несет проблему дополнительных основных рисков для любой страны, инициировавшей применение ядерного оружия.

Даже если ответного ядерного удара по каким-то причинам не последовало, все равно влияние ядерной зимы под радиоактивными осадками будет уничтожать население на поверхности планеты.

В свете всего вышесказанного Вы, наверное, спросите, в какой степени температура Земли будет снижена в условиях ядерной зимы? Трудно сказать наверняка, учитывая, что обмен ядерными ударами может быть локализованным или «прозвучит» по всему миру. Каким бы ни был ответ, для оставшихся в живых после войны жизнь будет мрачным существованием. И очень, очень, очень холодным выживанием с недолгой жизнью.

!!! Сообщение со старого блога!!!

Чуть раньше я писал о том, что начинаю делать реферат по теме концепция «Ядерная зима», даже выкладывал его начало было удалено. Теперь работа над рефератом закончена и я готов представить полный вариант его:

ВВЕДЕНИЕ

Наш мир очень неустойчив. Малейший толчок в одну или другую сторону способен уничтожить его полностью. Даже если мир останется, то погибнуть могут растения и животные, а так как человек зависит от того и другого, а также сам принадлежит одному классу, то, конечно же, нужно рассматривать все стороны этого вопроса, вопроса опасности для человека и окружающего мира. К сожалению, сам человек зачастую создаёт условия для совершения этого толчка, толчка, который может уничтожить самого человека.
Одним из этих механизмов создания смертельных условий является оружие. А самым опасным из них является оружие ядерное. И это оружие настолько опасно, что может нести смерть разными путями, иметь различные способы создания неблагоприятных условий, так называемые поражающие факторы. Одним из этих факторов является радиоактивное заражение, другим выступает ударная волна. Но это всё первичные способы, а есть вторичные, которые возникают не напрямую от взрыва ядерной бомбы, а проявляются опосредованно. Одним из этих факторов является изменение климатических условий на Земле. Концепция, которая охватывает все стороны данного явления, и называется «Ядерной зимой».
В данной работе я рассмотрю, что же такое сама «ядерная зима», способы возникновения, какие климатические условия при этом устанавливаются на планете, что происходит с растениями и животными в таких условиях, а также рассмотрю этапы возникновения и становления этой концепции. Кроме того, нельзя не рассказать о противниках «Ядерной зимы» и об их размышлениях.

1 ПОЯВЛЕНИЕ КОНЦЕПЦИИ

Концепция «Ядерная зима» появилась сравнительно недавно, в середине второй половины XX века, хотя ядерное оружие и его первичные поражающие факторы были известны и ранее. Одновременно над этой проблемой в 70 годах начали работу как учёные в СССР, так и учёные в США. Но представлены научные труды по вопросам «Ядерной зимы» были позже.
Одним из первых был Георгий Сергеевич Голицын, специалист по физике атмосферы и океана, доктор физико-математических наук. В мае 1983 года Георгий Сергеевич выступил со своим докладом, посвящённым климатическим последствиям ядерной войны. В этом докладе Голицын описал, какие изменения климата Земли произойдут после подрыва большого количества ядерных боеприпасов в короткий промежуток времени. Доклад имел описательный характер, конкретизации не имел.
Чуть позже, 23 декабря того же года, была представлена работа группы американских учёных, в которую входили Ричард Турко, Оуен Бун, Томас Акерман, Джеймс Поллак и Карл Саган. Данная работа содержала некоторые сведения о модели «ядерной зимы». За основу была взята модель вулканических извержений. Согласно докладу, в течении 1-2 недель температура упадёт до -15 - -25 градусов Цельсия в результате ослабления потока солнечной энергии, возникшем из-за того, что в атмосферу Земли попадёт огромное количество пыли и гари, которая в свою очередь возникает из-за обильных всеохватывающих пожаров. Было рассчитано, что для таких климатических последствий достаточно взрыва 100 мегатонн ядерных зарядов в черте крупного города. Дальше снижение температуры запускает цепную реакцию: радиоактивные вещества начинаю быстрее распространяться, озоновый слой начинает уменьшаться. Тьма, холод и радиоактивность (в том числе от ультрафиолета) могут нанести всему живому на планете существенный урон.
Согласно некоторым источникам, ещё раньше, в 1982 году, голландский учёный Пауль Крутцен указал на климатическую угрозу от массовых пожаров, возникающих в результате взрыва ядерных зарядов, но найти подтверждающие документы не удалось.
Почему же раньше не задумывались над проблемой «ядерной зимы»? Это объяснить достаточно просто. Ядерные испытания, которые производились в период с 40е по 70е годы XX века, были изолированными. Использовались малые заряды, время между взрывами было очень большим, испытания производились так, что больших пожаров не возникало, а ведь пожары – один из важнейших условий возникновения «ядерной зимы». Из этого было установлено, что кроме наблюдаемых явлений не может быть других. Как мы сейчас знаем, это допущение оказалось ошибочным.

2 ОПИСАНИЕ КОНЦЕПЦИИ «ЯДЕРНАЯ ЗИМА» И ЕЁ МОДЕЛИ

2.1 Модель ВЦ РАН и описание концепции

Одной из самых точных моделей является трёхмерная гидродинамическая модель Вычислительного центра Российской академии наук (Академии наук СССР), на основе которой я хочу показать сущность «ядерной зимы». Впервые модель появилась вскоре после доклада Г. С. Голицина.
Первые расчёты, проведённые по этой модели Владимиром Валентиновичем Александровым, советским физиком, теоретиком «ядерной зимы», с коллегами под руководством Никиты Николаевича Моисеева, советского и российского учёного в области общей механики и прикладной математики, академика РАН, дают географическое распределение всех метеорологических характеристик в зависимости от времени, прошедшего с момента ядерного конфликта, что делает результаты моделирования чрезвычайно наглядными, реально ощущаемыми. Сходные результаты по согласованному сценарию ядерной войны одновременно получили американские ученые. В дальнейших работах оценены эффекты, связанные с распространением аэрозолей, исследована зависимость характеристик «ядерной зимы» от начального распределения пожаров и высоты подъёма сажевого облака. Проведены расчёты и для двух «предельных сценариев», взятых из работы группы Карла Сагана: «жёсткого» (суммарная мощность взрывов 10000 мегатонн) и «мягкого» (100 мегатонн).
В первом случае используется примерно 75% суммарного потенциала ядерных держав. Это так называемая всеобщая ядерная война, первичные, немедленные последствия которой характеризуются огромными масштабами гибели и разрушений. Во втором сценарии «расходуется» менее 1% имеющегося в мире ядерного арсенала. Правда, и это 8200 «Хиросим» («жесткий» вариант – почти миллион)!
Сажа, дым и пыль в атмосфере над регионами северного полушария, подвергшимися атакам, из-за глобальной циркуляции атмосферы распространятся на огромные площади, через 2 недели накрыв всё Северное полушарие и частично Южное (рис.1). Немаловажно, сколько времени сажа и пыль будут находиться в атмосфере и создавать непрозрачную пелену. Частицы аэрозоля будут оседать на землю под действием силы тяжести и вымываться дождями. Продолжительность оседания зависит от размера частиц и высоты, на которой они оказались. Расчёты с использованием упомянутой модели показали, что аэрозоль в атмосфере сохранится значительно дольше, чем полагали прежде. Дело в том, что сажа, нагреваясь солнечными лучами, станет подниматься вверх вместе с нагретыми ею массами воздуха и выйдет из области образования осадков (рис.2). Приземный воздух окажется холоднее находящегося выше, и конвекция (включая испарение и выпадение осадков, так называемый круговорот воды в природе) значительно ослабеет, осадков станет меньше, так что аэрозоль будет вымываться гораздо медленнее, чем в обычных условиях. Все это приведет к тому, что «ядерная зима» затянется (рис.3, 4).

Рис. 1 Распространение дыма и пыли в атмосфере над поверхностью в первые 30 дней после ядерного конфликта («0 дней» - начальная локализация выбросов в Восточной Европе).


Рис. 2 Меридиональное сечение атмосферы. Показаны распределение дыма на 15-20 сутки и область формирования осадков.




Рис. 3, 4 Изменение температуры воздуха у поверхности Земли через месяц после конфликта с «жёстким» (мощность взрывов – 10000 мегатонн) и «мягким» (100 мегатонн) сценариями.
Итак, главным климатическим эффектом ядерной войны, независимо от ее сценария, станет «ядерная зима» - резкое, сильное (от 15 до 40 градусов Цельсия в разных регионах) и длительное охлаждение воздуха над континентами. Особенно тяжёлыми последствия оказались бы летом, когда над сушей в Северном полушарии температура упадет ниже точки замерзания воды. Иными словами, всё живое, что не сгорит в пожарах, вымерзнет.
«Ядерная зима» повлекла бы за собой лавину губительных эффектов. Это, прежде всего, резкие температурные контрасты между сушей и океаном, поскольку последний обладает огромной термической инерцией, и воздух над ним охладится гораздо слабее. С другой стороны, как уже отмечалось, изменения в атмосфере подавят конвекцию, и над погруженными в ночь, скованными холодом континентами разразятся жестокие засухи. Если рассматриваемые события пришлись бы на лето, то примерно через 2 недели, как указывалось выше, температура у поверхности суши в Северном полушарии упадет ниже нуля, и солнечного света почти не будет. Растения не успеют приспособиться к низким температурам и погибнут. Если бы ядерная война началась в июле, то в Северном полушарии погибла бы вся растительность, а в Южном - частично (рис. 5). В тропиках и субтропиках она погибла бы почти мгновенно, ибо тропические леса могут существовать лишь в узком диапазоне температур и освещенности.


Рис. 5 Поражение растений при «ядерной зиме» в июле: 1 - гибель 100%, 2 - 50%, 3 - гибели нет.
Многие животные в Северном полушарии также не выживут из-за недостатка пищи и сложности её поиска в «ядерной ночи». В тропиках и субтропиках важным фактором будет холод. Погибнут многие виды млекопитающих, все птицы; рептилии могут сохраниться.
Если бы описываемые события происходили зимой, когда растения северной и средней полосы «спят», их судьбу при «ядерной зиме» определят морозы. Для каждого участка суши с известным соотношением пород деревьев, сравнивая температуры зимой и во время «ядерной зимы», а также данные о гибели деревьев в обычные и аномальные зимы с длительными морозами, можно оценить процент гибели деревьев при «ядерной зиме» (рис. 6).


Рис. 6 Поражение растений при «ядерной зиме» в январе: 1 - 100%, 2 - 90%, 3 - 75%, 4 - 50%, 5 - 25%, 6 - 10%, 7 - гибели нет.
Образовавшиеся на огромных площадях мёртвые леса станут материалом для вторичных лесных пожаров. Разложение этой мёртвой органики приведет к выбросу в атмосферу большого количества углекислого газа, нарушится глобальный цикл углерода. Уничтожение растительности (особенно в тропиках) вызовет активную эрозию почвы.
«Ядерная зима», несомненно, вызовет почти полное разрушение существующих ныне экосистем, и в частности агроэкосистем, столь важных для поддержания жизнедеятельности человека. Вымерзнут все плодовые деревья, виноградники и т.п. Погибнут все сельскохозяйственные животные, поскольку инфраструктура животноводства окажется разрушенной. Растительность частично может восстановиться (сохранятся семена), но этот процесс будет замедлен действием других факторов. «Радиационный шок» (резкий рост уровня ионизирующей радиации до 500-1000 рад) погубит большинство млекопитающих и птиц и вызовет серьёзное лучевое поражение хвойных деревьев. Гигантские пожары уничтожат большую часть лесов, степей, сельскохозяйственных угодий. Во время ядерных взрывов произойдёт выброс в атмосферу большого количества окислов азота и серы. Они выпадут на землю в виде пагубных для всего живого кислотных дождей.
Любой из этих факторов крайне разрушителен для экосистем. Но хуже всего то, что после ядерного конфликта они будут действовать синергетически (т. е. не просто совместно, одновременно, а усиливая действие каждого).
Модель даёт достаточно точное описание всего процесса возникновения «ядерной зимы», а также последствий, возникающих уже после возникновения этой катастрофы. Однако стоит рассмотреть оценку точности модели, а также рассмотреть современные данные модели.

2.2 Точность модели ВЦ РАН и современные модели «ядерной зимы»

Вопрос о достоверности и точности результатов, с научной точки зрения, чрезвычайно важен. Однако «критическая точка», после которой начинаются необратимые катастрофические изменения биосферы и климата Земли, уже определена: «ядерный порог», как отмечалось, очень невысок - порядка 100 мегатонн.
Поэтому, если считать, что при ядерном ударе будет использовано более 100 мегатонн поражающего вещества, то модель «ядерной зимы» при «мягком» сценарии будет очень точна. Это относится и к «жёсткому» сценарию.
Никакая система противоракетной обороны не может быть на 100% непроницаемой. Между тем, для непоправимой беды хватит и 1%. Эта оценка изменяется в современных моделях.
К сожалению, современные данные дают ещё более страшные значения. Согласно современным работам (2007 - 2009 годов), оценка в 1% не является верной, а верной является оценка в 0,3%. Эта оценка указывается в работе Алана Робока, климатолога из государственного университета Rutgers города Нью-Брансуик (штат Нью-Джерси, США). 0,3% - это где-то 50 зарядов, которые по мощности были бы схожи с теми, что были сброшены на Хиросиму. Взорванные в воздухе над крупным городом они способны запустить весь механизм «ядерной войны». Ещё Алан Робок утверждает, что привести механизм «ядерной зимы» полноценно в действие не могут какие-то другие события, к примеру, извержение вулканов.
Кроме того, современные исследования кроме «ядерной зимы» выделяют ещё «ядерную осень», которая возникает, если используется меньшее количество бомб. «Ядерная осень» является чуть более мягкой «ядерной зимой», но последствия всё равно плачевны. Учёные утверждают, что климатические условия «ядерной осени» будут схожи с условиями плейстоценового ледникового периода, который был на Земле более 2500 миллионов лет назад.

3 ПРОТИВНИКИ «ЯДЕРНОЙ ЗИМЫ»

Сейчас противников концепции «ядерной зимы» всё меньше и меньше, но в те времена, когда концепция только появилась, их было очень много.
В основном, вся критика основана на том, что в период «ядерной гонки» с 1945 по 1998 года было сделано такое количество ядерных взрывов в целях испытаний (а их было более 2000), что «ядерная зима» должна бы была уже начаться, т.к. такое количество взрывов соответствует крупномасштабной ядерной войне. Но эта позиция не выдерживает критики, которую я частично привёл выше. Но повторюсь: испытания проводятся в гораздо более «мягких» условиях, что не может вызвать «ядерную зиму».
Вторым источником критики концепции является психологический фактор. Приверженцы данной критики считают, что концепцию «ядерной зимы» придумала противоборствующая сторона (НАТО или Россия) в целях запугать своего противника. К сожалению, большое число этих приверженцев теории являются националистами, считающими, что очередная мировая война будет только на пользу. Это, безусловно, таит в себе скрытую угрозу. Но данная критика тоже очень слабая, не позволяющая сказать, что «ядерной зимы» не будет.
Ещё одним доказательством того, что концепция «ядерной зимы» является ошибочной, является тот факт, что моделирование процессов «ядерной зимы» не производится на современном оборудовании. А если такие исследования производятся, то они носят частный характер. Вот тут уже нечего сказать, т.к. факт остаётся фактом: сейчас действительно не производится масштабных исследований «ядерной зимы». Хотя всё же можно предложить одну версию того, почему же и эта критика не является верной. Всё дело в том, что ядерная угроза спала, и делать масштабные исследования просто-напросто незачем.
Все эти рассуждения противников концепции, безусловно, имеют право на жизнь, но составить конкуренцию самой концепции «ядерной зимы» не могут, поэтому я могу с уверенностью заявить, что концепция «ядерной зимы» является правильной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе были рассмотрены все стороны такой концепции, как «ядерная зима», были рассмотрены вопросы возникновения концепции, её совершенствования. Была представлена модель ВЦ РАН, которая очень точно демонстрирует все особенности «ядерной зимы». Также были рассмотрены современные представления о модели и концепции.
Кроме того, кратко были рассмотрены все рассуждения и мнения противников концепции, найдены их слабые стороны.
Всё это позволяет мне сказать, что концепция «Ядерная зима» была рассмотрена со всех сторон, была рассмотрена по возможности полно. Остаётся лишь сделать вывод из предложенных данных.
«Ядерная зима» способна убрать с лица Земли всё живое даже в своём самом слабом проявлении. Она способна унести миллиарды человеческих жизней в могилу. Способна на многие годы создать на земле условия, в которых ничего живое не сможет появиться. В самом худшем случае «ядерная зима» способна стерилизовать планету навсегда. Поэтому, нужно создать такие условия, чтобы эта катастрофа была невозможна. Это может достигаться только лишь полным разоружением, т.к. привести «ядерную зиму» в действие может только ядерное оружие. Поэтому дальнейший путь виден, а вот пойдут ли по нему державы, решать уже не мне.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Ядерная зима // Интернет-ресурс
2. Википедия: Моисеев, Никита Николаевич // Интернет-ресурс http://ru.wikipedia.org/wiki/Моисеев,_Никита_Николаевич
3. Википедия: Голицын, Георгий Сергеевич // Интернет-ресурс http://ru.wikipedia.org/wiki/Голицын,_Георгий_Сергеевич
4. Википедия: Крутцен, Пауль // Интернет-ресурс http://ru.wikipedia.org/wiki/Крутцен,_Пауль
5. «Ядерная зима» - пропагандистский миф или объективный прогноз? // Интернет-ресурс http://wasteland.ag.ru/other/civil-defence/nuclear-winter.shtml
6. Древние вулканы заморозили Землю? // Интернет-ресурс http://www.pavkar.inauka.ru/news/article93818.html

Я подготовил pdf-файл с этим рефератом в первоначальном оформлении (не подготовленном для блога), его можно взять .